川底取水口

飲料水システム用の川底の取水装置、またはチロリアン方式の取水装置は通常 堆砂物の量が少なく、掃流砂の移動が活発ではない小さい河川や小川などで使用されます。一般的に水は川床に仕込まれているコンクリート製の人工水路の上に設置されるスクリーンを通して汲み上げられます。粗粒材料が入らないよう、スクリーンの複数の棒は水流の方向に従って下方に傾斜するように設置されます。人工水路を通って水は泥だめに流れ込みます。その後、水は重力で流れながらバルブを通過するか、全体の取水装置に行き渡るかのどちらかです。

取水装置の設計は目詰まりや洗掘防止、洪水状況でも安定している構造を作ることを目的としています。巨礫や転石が運ばれない川では、保護されていない取水装置でも十分です。

適切な条件

• 堆砂物と掃流砂が少ない川。
• 川の流れが十分な場所。
• ポンプ揚水のコストを最小限に抑えられる重力が供給される水位。
• シルトの流入を減らすために人口密度が高い地域や農業地帯より上流に建設します。
• 水の汚染を避けるために家畜の水飲み場と洗い場、吐口より上流に建設します。
• 流速の減速と乱気流を減らすために橋の上流に建設します。

環境変化への対応力

干ばつがセメントに及ぼす影響

干ばつの影響: 不出来なコンクリートやタンク、ダム、水路、井戸や他の構造物などのひび割れた内側。
干ばつの影響の根本的な原因: より少ない水を使用した養生; 汚れた水を使用した混合。
WASHシステムの回復力強化: 適切な混合と混合比、成分の純度を確保してください。混合物の水分量を最小限に抑え、十分な養生を確実に行ってください。

干ばつ対策に関する追加情報:Resilient WASH systems in drought-prone areas.

建設、操作及びメンテナンス

River-bottom intake mechanics.
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小さなコミュニティーの水供給は少量の水しか要さないため、たいていの場合とても単純な構造の取水装置を使うことができます。一人あたりの水使用料が30リットル/日で、最大取水量が平均水需要の４倍であるため、1000 人が必要とする取水の容量はたった1.4リットル/秒です。入口の流速を0.1メートル/秒に抑えるには直径150ｍｍの取水管で十分です。入口の流速が0.5メートル/秒まで許容できる場合は直径60ｍｍの小さな取水管でも十分です。

巨礫や転石の浸入を防ぐため、取水装置の底を川床より少なくとも1メートル高い場所に建設する必要があります。木の幹や枝などのがれきや浮遊物の浸入を防ぐため、取水装置は必ずひとつ以上のバッフルかスクリーンを含まなければなりません。乱気流が発生する状況を作らないため、「受動的」なスクリーンを使用することを薦めます。シルトや浮遊物の吸入を減らすために、取水装置内での流速は0.1メートル/秒以下が好ましいです。川の自然な流れをスクリーンの清掃に役立たせるには以下の秘訣が提案されています:

• スクリーンの軸は川の流れと平行でなければなりません
• 行き止まり付近の取り付け水路は、がれきを蓄積してしまうため避ける
• スクリーンの周りは十分な水で覆われてなければなりません

河川取水口は常に十分な水深を必要とします。渇水期にも必要な水深を確保するため、場合によっては取水装置より下流に潜り堰を建設する必要があります。この種類の堰は小さな構造なため、貯蔵や流動バランスを保つ機能は期待できません。理想的な堰は岩を基盤としたものです。岩を基盤にすることによって最大の支持力と、浸透水およびすべり防止につながります。透水性を低下し、かつ低塑性の結合力を高めるため粘土／シルト成分を含んでいる土も基盤材料として使用可能です。堰の上流法先でくさびを打ち込むことによって安定性が高まります。また、上流側に水たたきを設けることで浸透路が拡張でき、結果的に、透水量の減少につながります。

スクリーン

給水工学では、スクリーンは様々な用途を持っています:パイプラインを詰まらせ、ポンプや他の機械設備を損傷させ、または順調な水処理行程を妨げる可能性がある大きな流動物および浮遊物の除去。固定されたスクリーンはこの目的のために使われ、現場で人の手や機械によって清掃されます。どんなに小さな浮遊物をも除去することにより水を浄化することで、その後の水処理行程の負担が軽減されます。特にスクリーンはフィルターの急激な目詰まりを防ぎます。

スクリーニングは密接に配置された棒、格子または多孔板に水を通すことによって行われます。水の化学物質や細菌学的品質は変えません。隙間より多きな粗粒材料と浮遊物を残す目的を果たします。除去された物質が堆積物のフィルター・マットを作り上げても、スクリーニングの特性は完全に機械的です。棒を用いたスクリーンは通常0.5-5センチ間隔で配置されているスチール製の棒や板でできています。除去すると予想されている物質の量が少ない場合、スクリーンの複数の棒は水平に対して60-75°という急角度で設置されます。清掃はくま手を使って人の手によって行われます。多くが残されても、手で清掃することは可能です。清掃作業の負担を減らすために、棒は水平に対して30-45°に設置するべきです。

水は0.1-0.2メートル/秒という低い流速で棒を用いたスクリーンへ向かって流れるはずです。水がスクリーンを通過したら、浮遊物の沈降を防ぐために流速は最低0.3-0.5メートル/秒であるべきです。

棒の間の隙間を通るとき、流速は最高0.7メートル/秒に抑えるべきです。そうでなければ柔らかい、変形可能な物質が隙間から押し通されます。清潔なスクリーンはたった数センチの損失水頭で水を通します。しかし、損失水頭はスクリーンの目詰まりが進むにつれて急激に上昇します。定期的な清掃によって損失水頭を0.1-0.2メートル/水頭に抑えられます。遅れた清掃作業や機械の故障を考慮した上で、損失水頭が0.5-1.0メートルの棒スクリーンを設計するのが最善の方法です。

メンテナンス

川底の取水装置は通常管理人が操作します。流入口の点検は必ず定期的に行ってください。流入口を塞いでいるがれきを取り除き、損傷は全て修理してください。泥だめは定期的に清掃されなければなりません。スクリーンやバルブ、水門など他の金属製部品の塗装を含む予防整備;シルトと掃流砂の運搬によって、泥だめやスクリーンは定期的に清掃が必要となります。また、スクリーンまたはバルブは修理が必要となることがあります。構造物を徐々に傷つける浸食は全てただちに修理してください。毎年コンクリートの構造にヒビが入っていないか点検するべきです。ヒビが入っている場合は必要に応じて修理してください。水の利用者は年１回の清掃や大規模な修理作業の手伝いを義務付けられる可能性があります。

潜在的な問題

• シルトまたはがれきによる目詰まり
• 川の流れによる浸食崩壊
• 川または湖の水の汚染
• 渇水期には河川や小川に全ての利用者に提供できる十分な水がないことがあります。

マニュアル、ビデオ、およびリンク

• Choosing Where to Place Intakes. Water for the World.

• Surface water intake and small dams. Chapter 11.Revised by Nhamo Masanganise.

謝辞

• Masanganise, Nhamo. Surface water intake and small dams.
• Brikke, François, and Bredero, Maarten.Linking technology choice with operation and maintenance in the context of community water supply and sanitation: A reference document for planners and project staff or (alternative link). World Health Organization and IRC Water and Sanitation Centre.Geneva, Switzerland 2003.